JP3882751B2

JP3882751B2 - Wire electrode automatic supply device for wire electric discharge machine

Info

Publication number: JP3882751B2
Application number: JP2002555967A
Authority: JP
Inventors: 久山田; 卓司真柄; 裕寺田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-01-16
Filing date: 2001-01-16
Publication date: 2007-02-21
Anticipated expiration: 2021-01-16
Also published as: DE10195136B4; US6787727B2; WO2002055251A1; CN1216710C; CN1418140A; DE10195136T1; US20030010753A1; TW520313B; JPWO2002055251A1

Description

技術分野
この発明は、走行するワイヤ電極と被加工物との間で放電を発生させ、放電エネルギによって前記被加工物を加工するワイヤ放電加工装置のワイヤ電極自動供給装置に関するものである。
背景技術
ワイヤ放電加工装置により被加工物を加工する場合、一般には加工初期段階でワイヤ電極（以下、ワイヤと称する。）をイニシャルホールに挿通した状態から加工を開始し、加工終了時にはワイヤを切断して次の形状加工開始位置に移る。したがって、加工の自動化のためにはワイヤをイニシャルホールに挿通、結線し、さらに結線済みのワイヤを切断、回収する工程を自動化する必要がある。そのため、従来より前記の工程を自動化するためにワイヤ自動供給装置としてワイヤの結線、切断を自動化する技術が実用化されている。
ところで、自動結線の際には、切断されたワイヤの先端をモータ等により自動的に送り出すことにより、被加工物の上下でワイヤを支持する上部および下部ワイヤガイド、加工電流をワイヤに供給する上部および下部通電子、被加工物のイニシャルホール、回収機構等の挿通経路上のクリアランスが狭い各部分を挿通させる必要がある。そのため、自動結線中に前記の各部分での摩擦負荷が大であったり、引っ掛かりがあるとワイヤ挿通の妨げになり、ワイヤには挿通経路上の一部で座屈が発生する。このワイヤに座屈が発生すると、ワイヤの送り出しの継続によりワイヤは座屈箇所で挿通経路からはみ出し、ワイヤの先端部の送り出しが停止するために結線動作が機能しないといった問題が発生する。
上記の問題に対し、日本国特開平０１−２７４９２６号公報にはワイヤ電極が自動送給中にワイヤ回収装置と係合しないことを検出すると初期状態に戻し、復帰を検出すると再度ワイヤ送給を指令する技術が開示されている。この技術によれば確実に摩擦負荷が大であったり、引っ掛かりがあった場合の結線の失敗をやり直すことができるが、ワイヤ回収装置と係合するまでの時間が長いため検出までの時間が長くなるとともに、毎回初期状態に戻すため結線失敗を検出して再度結線が成功するまでの全工程時間が非常に長くなる欠点がある。
さらに、この座屈箇所が切断機構より下方であれば座屈箇所を切断して排除することにより復旧可能であるが、切断機構より上方である場合には座屈箇所を排除できないために自動的に復旧することが困難であり、これを回避しない場合にはマシンダウンの原因になる。
これに対し、日本国特開平０２−１６０４２２号公報にはワイヤガイドパイプの上部に導電性の材料からなる大径の通路を備えた座屈検出部材を設けると共に、この座屈検出部材と上部ガイドブロックの通電子間に印加した電圧の変化を検知する座屈検出回路を設け、ワイヤの座屈を検知すると始めの状態に巻き戻して結線作業を繰り返す技術が開示されている。しかしながら、前記のように電気的に座屈を検出しようとした場合、座屈箇所を検出部で特定しなければならない欠点があり、また、検出感度を上げるためには通電部とワイヤのクリアランスをできる限り狭くする必要がある。検出部のクリアランスを狭くすると、その箇所での座屈が発生しにくくなり、別の開放部分で座屈が発生してしまうという矛盾が生じる。
さらに、日本国特公平６２−１６２４２５号公報には、ワイヤが一定経路から逸脱したことを光センサにより検出し、ワイヤ引き戻し手段を動作させて所定量ワイヤを引き上げてワイヤの弛緩を除去させ、再度自動結線を開始する技術が開示されている。しかし、確実にワイヤの弛緩を除去するのにワイヤ引き戻し手段としての機構が必要であるとともに、前記ワイヤ引き戻し手段でワイヤの弛緩を除去しきれないときに送り出しモータにより巻き上げる動作を実行しなければならないため、再度自動結線を開始するまでの所要時間が長くなる欠点がある。
したがって、ワイヤ自動結線中のワイヤ挿通経路におけるワイヤの座屈を防止するとともに、挿通経路に負荷があった場合でも高速な自動結線を実現するには、ワイヤ挿通経路上に広範囲な開放部を設けた上に、検出感度の高いセンサーを使用し、送り出しモータにより、送り出しと巻き戻しの動作を確実にかつ俊敏に行うことが必要である。ただし、送り出しと巻き戻しの動作を連続して行う際には、ワイヤに振動が発生する。したがって、ワイヤの挿通径路上でのワイヤのたわみと、たわみは小さいがワイヤが振動している状態とを確実に、且つ、瞬間的に判別する必要がある。
発明の開示
この発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、ワイヤ自動結線中の挿通負荷による座屈を確実に検出するとともに、再結線の時間短縮と信頼性を向上させることを目的とする。
第１の発明によるワイヤ放電加工装置のワイヤ自動供給装置は、ワイヤを送り出す送り出しローラと上部ワイヤガイド間の挿通経路におけるワイヤの位置情報を検出する光学式検出センサーと、前記光学式検出センサーの位置情報に応じて前記ワイヤの振動またはたわみの状態を判別するとともに、ワイヤのたわみ量に応じて前記送り出しローラの送り出し動作および巻き戻し動作を制御する制御装置を具備したものである。
第２の発明に係るワイヤ放電加工装置のワイヤ自動供給装置は、送り出しローラの送り出し動作中にワイヤのたわみ量が所定量増加した際に送り動作を停止させ、所定時間後に巻き戻し動作を開始し、巻き戻し動作中にワイヤのたわみ量が所定量減少した際に巻き戻し動作を停止させ、所定時間後に送り出し動作を開始する制御装置を具備するものである。
第３の発明に係るワイヤ放電加工装置のワイヤ自動供給装置は、巻き戻し動作の実行回数に応じて前記送り出しローラの送り速度を遅くする速度切換手段を具備するものである。
第４の発明に係るワイヤ放電加工装置のワイヤ自動供給装置は、光学式検出センサーの指向性の狭い方向を前記ピンチローラおよびキャプスタンローラ表面の放線方向とすることを特徴とするものである。
発明を実施するための最良の形態
実施の形態１．
この発明の第１の実施の形態におけるワイヤ放電加工装置の構成について第１図を用いて説明する。
第１図において、１はワイヤ電極（以下、ワイヤと称する。）、２は被加工物、３はワイヤ１を供給するワイヤボビン、４および５はワイヤ１の走行経路を変換するプーリ、６は張力制御装置を構成する例えば、トルクモータ、７はトルクモータ６が接続されたキャプスタンローラ、８および９はキャプスタンローラ７と一対であるピンチローラ、１０はプーリ５とピンチローラ８間のワイヤ経路上のワイヤ１のたわみを吸収するたわみ取りプーリである。１１は上部ワイヤガイド、１２は下部ワイヤガイド、１３は被加工物２の上方から加工液を噴出する上部加工液ノズル、１４は同様に被加工物２の下方から加工液を噴出する下部加工液ノズルであり、１５は被加工物２の加工時に、その加工部分から下部ワイヤガイド１２を通過したワイヤ１の走行方向を変換するローラ、１６は案内パイプ、１７はワイヤ１を挟持し、ワイヤ１を巻き上げる巻き上げローラである。なお、トルクモータ６、ピンチローラ８、キャプスタンローラ７、ピンチローラ９により、張力制御部２００が構成されている。
上記のように構成されたワイヤ放電加工装置において、ワイヤ１はワイヤボビン３から送り出され、プーリ４および５によって方向変換され、たわみ取りローラ１０、張力制御部２００、後述するワイヤ自動供給装置本体３００、上部ワイヤガイド１１を通り、被加工物２との間で放電加工を行った後、下部ワイヤガイド１２、ローラ１５、案内パイプ１６を通り、巻き上げローラ１７によって巻き上げられ、回収箱（図示せず）に回収される。一方、加工液供給装置（図示せず）よりイオン交換水が高圧ポンプにより上部加工液ノズル１３および下部加工液ノズル１４に供給され、被加工物２の加工部にワイヤ１と同軸状に噴出される。
また、張力制御部２００を構成するピンチローラ８および９はキャプスタンローラ７にワイヤ１が十分な摩擦力をもって接触することができるようにワイヤ１を押さえ込むローラであり、また、トルクモータ６は、加工時には、ワイヤ１の送り方向と反対方向に一定のトルクを発生するように制御されることにより、キャプスタンローラ７を介してワイヤ１を一定の張力に制御する。また、トルクモータ６としてサーボモータを使用し、送り速度をタコジェネレータまたはロータリーエンコーダ等でフィードバックすることにより、自動結線時にはワイヤ１を送り出す方向あるいは巻き戻しを行う方向に一定速になるようキャプスタンローラ７の回転を制御することができる。
次に、ワイヤ自動供給装置の本体３００の構成について説明する。
第１図において、２０はワイヤ自動供給装置本体内のワイヤ１の挿通経路を拘束するパイプガイド、２１はパイプガイド２０をエアー圧により上下に昇降させるリニアシリンダ、２２は上部ワイヤガイド１１から被加工物２の加工開始穴、さらに下部ワイヤガイド１２までの間のワイヤ１の挿通を拘束するための水柱を形成させるジェットノズルである。
ワイヤ自動結線動作が開始されると、後述する切断通電部２３にあるワイヤ１の先端が、一定速度で回転制御されるキャプスタンローラ７により送り出され（第１図では右回転）、同時にパイプガイド２０が下降して、その先端が上部ワイヤガイド１１の近傍に達する機構となっている。前記キャプスタンローラ７の送り出しにより、ワイヤ１の先端は、パイプガイド２０の中を通過し、上部ワイヤガイド１１、ジェットノズル２２を通過した後は被加工物２の加工開始穴を通り、下部ワイヤガイド１２に達するが、この間はジェットノズル２２から噴出された水柱によって拘束される。さらに、ローラ１５によってほぼ９０度に方向変換された後、回収パイプ１６内を通り、巻き上げローラ１７に達した際に自動結線完了となる。また、１００は負荷検出装置、例えば光学式センサーで、上記のように自動結線の工程において、ワイヤ電極１が挿通経路の摩擦や付着物等による負荷や被加工物２の加工開始穴内面性状に基づく負荷等による障害により、自動結線が不可能になる状態を検出するもので、例えば光学式の近接センサーを用いることができる。
ところで、ワイヤ自動供給装置には、自動結線の機能に加えて、自動結線動作が完了しない場合にワイヤ１を切断して最初からやり直すリトライ動作時やワイヤ断線時、および加工終了時に、自動的にワイヤ電極１を切断する自動切断の機能を有する。第１図において、２３は切断通電部、２４は切断用キャプスタンローラ、２５は切断用ピンチローラであり、リトライ動作時やワイヤ断線時にはキャプスタンローラ７と切断用キャプスタンローラ２４および切断用ピンチローラ２５との間で張力を与えながら、切断通電部２３の一対の給電子間に電流を流すことにより、切断通電部２３の近傍でワイヤ１を溶断する。同様に加工終了時にはキャプスタンローラ７と巻き上げローラ１７および１８との間で張力を与えながら、切断通電部２３の一対の給電子間に電流を流すことにより、切断通電部２３の近傍でワイヤ１を溶断する。
次に、この発明の第１の実施形態に使用される光学式センサー１００の動作について第１図〜第３図を用いて説明する。
第１図および第２図において、光学式センサー１００は、自動結線工程のワイヤ１がキャプスタンローラ７によって送り出される際に、キャプスタンローラ７とパイプガイド２０間におけるワイヤ１の座屈に対して拘束されない個所に配置される。即ち、パイプガイド２０の入り口から巻き取りローラ１７の間はワイヤ１が座屈に対して拘束される機構になっているので、光学式センサー１００は上記の拘束されない個所に配置される。なお、４００は後述する制御装置である。
第３図は光学式センサー１００とワイヤ１との位置関係を上方から見た図を示している。第３図において、１０１は発光部、１０２は受光部であり、発光部１０１から発光された赤外光がワイヤ１の表面で反射して、その反射光を受光部１０２により検出する。１０３は検出領域であり、自動結線工程における挿通負荷の小さいときには、ワイヤ１は若干の振動を伴って検出領域内に位置しているが、挿通負荷が大きくなると検出領域から外側にはみ出し、座屈に至る。その際、キャプスタンローラ７とピンチローラ９の接線方向にはワイヤ１が拘束されないために、ある程度移動幅を持っている。そのため、接線方向と法線方向で図に八チングで示すような指向性のあるセンサーを用いるのが望ましく、キャプスタンローラ７とピンチローラ９の接線方向のワイヤ１の振れに対して検出範囲を広くすることで過検出を防止でき、逆に、法線方向に対しては検出範囲を狭くすることで検出感度を上げることができる。
４００は制御装置で、自動結線工程におけるワイヤ１の座屈現象を回避するため、光学式センサー１００の出力により、トルクモータ６のワイヤ１の送り出しおよび巻き戻しを制御する。
次に、第４図は挿通負荷を検出して座屈を防止するための自動結線工程のタイミングチャートを、第５図はフローチャートを示し、第４図において、Ｓ１は光学式センサー１００の出力で、ワイヤ１が光学式センサー１００の検出領域にある場合にＨｉｇｈ、検出領域から外れた際にＬｏｗとなるように出力される。以降、自動結線工程の動作について、第４図のタイミングチャート、および第５図のフローチャートを用いて説明する。Ｓ２はトルクモータ６の送り出し方向の回転（正転）をＯＮ／ＯＦＦする信号で、Ｓ３はモータ６の巻き戻し方向の回転（逆転）を同様にＯＮ／ＯＦＦする信号であり、いずれの信号もＨｉｇｈでＯＮ、ＬｏｗでＯＦＦである。Ｓ２をＯＮしてワイヤ１の結線を開始した後（Ｓ２０１、Ｓ２０２）、ワイヤ１は送り出されるが、ワイヤ１に振動が発生し、その振幅が光学式センサー１００の検出距離以上であると光学式センサー１００の出力はＨｉｇｈとＬｏｗを繰り返す（Ｓ２１５、Ｓ２０３）。さらに、挿通負荷が増大して所定時間（Ｔ１）以上連続してＳ１がＬｏｗとなった際（Ｓ２０４）にワイヤ１は光学式センサー１００の検出範囲から完全にはみ出し、その際、Ｓ２をＯＦＦ（Ｓ２０７）してワイヤ１の送り出しを停止するとともにＳ３をＯＮ（Ｓ２０８）することにより巻き戻し動作を行う。
次に、Ｓ１がＨｉｇｈとなり（Ｓ２０９、Ｓ２１０）、挿通負荷が解除されてワイヤ１がほぼ真直性を回復したときにＳ３をＯＦＦ（Ｓ２１１）し、所定時間Ｔ２後（Ｓ２１２）に再度Ｓ２をＯＮ（Ｓ２０６）してワイヤ１の送り出しを開始する。巻き戻しによりワイヤ１の真直性を回復してもしばらくワイヤ１が振動しているが、その際、所定時間Ｔ２だけＳ２およびＳ３を停止する期間を設けることによって、この振動が静止して再度結線を行う際の結線確率をより向上させることができる。
ここで、第５図において逆転送りＳ３をＯＮさせる際、回数をカウンタＰでカウント（Ｓ２０５）すれば、挿通負荷により同一箇所で逆転送り動作を行った回数を記憶できる。もし、所定回数以上、上記動作を繰り返したら（Ｓ２０６）、ワイヤ１を切断して（Ｓ２１４）、再度自動結線工程を開始するようにする。このようにすれば、正転送りおよび逆転送りを繰り返した際にワイヤ１に損傷を与えた場合に自動結線のエラーを防止することができる。挿通負荷のある同一の箇所で所定回数以内で復帰できたことを判別するには、ワイヤ送り（正転）ＯＮが所定時間以上経過した際（Ｓ２１５）に回数カウンタＰをリセット（Ｓ２１６）すればよい。
第５図において、前記の（Ｓ２０１）〜（Ｓ２１６）の動作を繰り返すことにより、自動結線時の再結線可能な挿通負荷に対して座屈防止の高速な処理が可能となり、さらに結線信頼性が向上する。したがって、再結線回数を低減できるため、トータルの自動結線時間の短縮が可能である。
実施の形態２．
挿通負荷に対しては、正転送り速度を遅くするほど自動結線の信頼性を向上させることができる。そこで、第６図に示す第１の実施の形態において、所定回数正転送りと逆転送りを繰り返したら、正転送りの速度を減少させるようにしてもよい。この実施例を示すのが第２の実施の形態である。
即ち、第６図において、第１の実施の形態と同一の動作に関しては説明を省略する。回数カウントＰが所定回数より大きくなったら（Ｓ２０６）、正転送り速度を所定比率だけ低下させ（Ｓ２１７）、ワイヤ１を切断して再度、自動結線工程を開始する。また、挿通負荷に対して正転送りが所定時間継続したら（Ｓ２１５）、回数カウントＰをリセットするとともに（Ｓ２１６）、正転送り速度を初期値にリセットする（Ｓ２１８）。このようにすれば、挿通負荷が大きいときにはワイヤ１を送り出す速度を小さくし、挿通負荷の小さいときにはワイヤ１を送り出す速度を大きくすることができるため、自動結線の信頼性を向上させることができると同時に、自動結線の所要時間を短縮することができる。
以上説明したように、第１の発明に係るワイヤ放電加工装置のワイヤ自動供給装置は、ワイヤ電極を送り出す送り出しローラと上部ワイヤガイド間の挿通経路におけるワイヤ電極の位置情報を検出する光学式検出センサーと、前記光学式検出センサーの位置情報に応じて前記ワイヤ電極の振動またはたわみの状態を判別するとともに、ワイヤ電極のたわみ量に応じて前記送り出しローラの送り出し動作および巻き戻し動作を制御する制御装置を具備したので、ワイヤ自動結線中の挿通負荷による座屈を確実に検出することができ、信頼性が高く、再結線の繰り返しを低減させることができる。
また、第２の発明に係るワイヤ放電加工装置のワイヤ自動供給装置は、送り出しローラの送り出し動作中にワイヤ電極のたわみ量が所定量増加した際に送り動作を停止させ、所定時間後に巻き戻し動作を開始し、巻き戻し動作中にワイヤ電極のたわみ量が所定量減少した際に巻き戻し動作を停止させ、所定時間後に送り出し動作を開始する制御装置を具備したので、再結線時の信頼性を向上させることができる。
更にまた、第３の発明に係るワイヤ放電加工装置のワイヤ自動供給装置は、巻き戻し動作の実行回数に応じて前記送り出しローラの送り速度を遅くする速度切換手段を具備したことを特徴とした制御装置を具備したので、自動結線の信頼性を向上させることができると同時に、所要時間を短縮することができる。
第４の発明に係るワイヤ放電加工装置のワイヤ自動供給装置は、前記光学式検出センサーの指向性の狭い方向を前記ピンチローラおよびキャプスタンローラ表面の放線方向とすることを特徴としたので、接線方向のワイヤ電極の振れに対して検出範囲を広くすることで過検出を防止でき、逆に、法線方向に対しては検出範囲を狭くすることで検出感度を上げることができる。
産業上の利用可能性
以上のように、この発明に係るワイヤ放電加工装置のワイヤ自動供給装置によれば、ワイヤ電極の自動結線中の挿通負荷による座屈を確実に検出するとともに、再結線の信頼性を向上させる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明の第１の実施例を示す構成図である。
第２図は、この発明に使用される光学式センサーを説明するための図である。
第３図は、この発明に使用される光学式センサーの原理を説明するための図である。
第４図は、この発明に使用される光学式センサーの動作を説明するための図である。
第５図は、この発明の第１の実施例を示すワイヤ電極自動結線工程の動作を説明するためのフローチャートである。
第６図は、この発明の第２の実施例を示すワイヤ電極自動結線工程の動作を説明するためのフローチャートであるTECHNICAL FIELD The present invention relates to a wire electrode automatic supply device of a wire electric discharge machining apparatus that generates electric discharge between a traveling wire electrode and a workpiece and processes the workpiece with discharge energy.
BACKGROUND ART When a workpiece is machined by a wire electric discharge machining apparatus, machining is generally started from a state in which a wire electrode (hereinafter referred to as a wire) is inserted into an initial hole at an early stage of machining, and the wire is cut at the end of machining. Then, it moves to the next shape machining start position. Therefore, in order to automate the processing, it is necessary to automate the process of inserting and connecting the wire into the initial hole, and further cutting and collecting the connected wire. For this reason, a technique for automating wire connection and cutting has been put into practical use as an automatic wire feeder in order to automate the above-described process.
By the way, at the time of automatic connection, the upper and lower wire guides that support the wire above and below the workpiece, and the upper portion that supplies the machining current to the wire by automatically feeding the tip of the cut wire by a motor or the like In addition, it is necessary to insert each portion having a narrow clearance on the insertion path, such as the lower conduction electron, the initial hole of the workpiece, and the recovery mechanism. For this reason, if the frictional load at each of the above parts is large or caught during automatic connection, the wire insertion is hindered, and the wire is buckled at a part of the insertion path. When buckling occurs in the wire, the wire is protruded from the insertion path at the buckled portion due to the continuation of the feeding of the wire, and the feeding operation stops because the feeding of the tip of the wire stops.
In response to the above problems, Japanese Patent Application Laid-Open No. 01-274926 discloses that the wire electrode is not engaged with the wire recovery device during automatic feeding and is returned to the initial state, and when the return is detected, the wire feeding is performed again. The commanding technique is disclosed. According to this technology, it is possible to reliably redo the connection failure when the friction load is large or caught, but the time until the engagement with the wire recovery device is long, so the time until detection is long. In addition, since the initial state is restored each time, there is a disadvantage that the entire process time from detection of connection failure to successful connection again becomes very long.
Furthermore, if this buckling point is below the cutting mechanism, it can be recovered by cutting and removing the buckling point, but if it is above the cutting mechanism, the buckling point cannot be excluded automatically. If this is not avoided, the machine may go down.
On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No. 02-160422 discloses a buckling detection member provided with a large-diameter passage made of a conductive material at the upper part of a wire guide pipe, and the buckling detection member and the upper guide. A technique is disclosed in which a buckling detection circuit is provided for detecting a change in voltage applied between the electrons passing through the block, and when the buckling of the wire is detected, the wire is rewound to the initial state and the connection work is repeated. However, when the buckling is to be detected electrically as described above, there is a disadvantage that the buckling point must be specified by the detection unit, and in order to increase the detection sensitivity, the clearance between the energization unit and the wire is required. It should be as narrow as possible. When the clearance of the detection unit is narrowed, buckling is less likely to occur at that point, and a contradiction occurs that buckling occurs at another open part.
Furthermore, Japanese Patent Publication No. 62-162425 discloses that a wire deviates from a certain path by an optical sensor, operates the wire pulling means to pull up the wire by a predetermined amount, and removes the looseness of the wire. A technique for starting automatic connection is disclosed. However, a mechanism as a wire pull-back means is necessary to surely remove the looseness of the wire, and when the wire pull-back means cannot completely remove the looseness of the wire, an operation of winding by the feeding motor must be executed. For this reason, there is a disadvantage that the time required for starting automatic connection again becomes long.
Therefore, in order to prevent wire buckling in the wire insertion path during automatic wire connection and to realize high-speed automatic connection even when there is a load on the insertion path, a wide open part is provided on the wire insertion path. In addition, it is necessary to use a sensor with high detection sensitivity and to reliably and quickly perform the operation of feeding and rewinding by the feeding motor. However, when the feeding and rewinding operations are continuously performed, the wire is vibrated. Therefore, it is necessary to reliably and instantaneously determine the deflection of the wire on the wire insertion path and the state where the deflection is small but the wire is vibrating.
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and is capable of reliably detecting buckling due to insertion load during wire automatic connection and improving reconnection time and reliability. Objective.
According to a first aspect of the present invention, there is provided an automatic wire feeding device for a wire electric discharge machine, an optical detection sensor for detecting positional information of a wire in an insertion path between a feed roller for feeding a wire and an upper wire guide, and a position of the optical detection sensor. According to the information, a state of vibration or deflection of the wire is discriminated, and a control device for controlling the feeding operation and the rewinding operation of the feeding roller according to the deflection amount of the wire is provided.
The automatic wire feeding device of the wire electric discharge machining apparatus according to the second invention stops the feeding operation when the deflection amount of the wire increases by a predetermined amount during the feeding operation of the feeding roller, and starts the rewinding operation after a predetermined time. The controller includes a control device that stops the rewinding operation when the deflection amount of the wire is decreased by a predetermined amount during the rewinding operation and starts the feeding operation after a predetermined time.
A wire automatic supply device of a wire electric discharge machining apparatus according to a third aspect of the invention comprises speed switching means for slowing the feed speed of the feed roller in accordance with the number of executions of the rewinding operation.
A wire automatic supply device of a wire electric discharge machining apparatus according to a fourth invention is characterized in that a direction having a narrow directivity of the optical detection sensor is set as a normal direction of the pinch roller and capstan roller surfaces.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiment 1
The configuration of the wire electric discharge machining apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, 1 is a wire electrode (hereinafter referred to as a wire), 2 is a workpiece, 3 is a wire bobbin for supplying the wire 1, 4 and 5 are pulleys for changing the travel path of the wire 1, and 6 is a tension. For example, a torque motor constituting the control device, 7 is a capstan roller to which the torque motor 6 is connected, 8 and 9 are pinch rollers paired with the capstan roller 7, and 10 is a wire path between the pulley 5 and the pinch roller 8 It is a deflection removing pulley that absorbs the deflection of the upper wire 1. 11 is an upper wire guide, 12 is a lower wire guide, 13 is an upper machining fluid nozzle that ejects machining fluid from above the workpiece 2, and 14 is a lower machining fluid that similarly ejects machining fluid from below the workpiece 2 A nozzle 15 is a roller that changes the traveling direction of the wire 1 that has passed through the lower wire guide 12 from the processed portion when the workpiece 2 is processed, 16 is a guide pipe, 17 is a wire 1 that sandwiches the wire 1 It is a winding roller that winds up The torque motor 6, the pinch roller 8, the capstan roller 7, and the pinch roller 9 constitute a tension control unit 200.
In the wire electric discharge machining apparatus configured as described above, the wire 1 is fed out from the wire bobbin 3 and changed in direction by the pulleys 4 and 5 to bend, the deflection control roller 10, the tension controller 200, an automatic wire feeder main body 300 to be described later, After performing electric discharge machining with the workpiece 2 through the upper wire guide 11, it passes through the lower wire guide 12, the roller 15, and the guide pipe 16 and is wound up by the winding roller 17, and is collected in a collection box (not shown). To be recovered. On the other hand, ion-exchanged water is supplied from a machining fluid supply device (not shown) to the upper machining fluid nozzle 13 and the lower machining fluid nozzle 14 by a high-pressure pump, and is jetted coaxially with the wire 1 to the machining portion of the workpiece 2. The
Further, the pinch rollers 8 and 9 constituting the tension control unit 200 are rollers for pressing the wire 1 so that the wire 1 can contact the capstan roller 7 with sufficient frictional force. At the time of processing, the wire 1 is controlled to a constant tension via the capstan roller 7 by being controlled so as to generate a constant torque in a direction opposite to the feeding direction of the wire 1. In addition, by using a servomotor as the torque motor 6 and feeding back the feed rate with a tachometer or a rotary encoder, a capstan roller is used so that the wire 1 is fed at a constant speed in the direction of feeding or rewinding during automatic connection. 7 rotations can be controlled.
Next, the configuration of the main body 300 of the automatic wire feeder will be described.
In FIG. 1, 20 is a pipe guide that restrains the insertion path of the wire 1 in the automatic wire feeder body, 21 is a linear cylinder that moves the pipe guide 20 up and down by air pressure, and 22 is a workpiece from the upper wire guide 11. This is a jet nozzle that forms a water column for restricting the insertion of the wire 1 between the processing start hole of the object 2 and the lower wire guide 12.
When the automatic wire connection operation is started, the tip of the wire 1 in the cutting energizing section 23 described later is sent out by the capstan roller 7 whose rotation is controlled at a constant speed (right rotation in FIG. 1), and at the same time the pipe guide 20 is lowered, and the tip thereof reaches the vicinity of the upper wire guide 11. By feeding the capstan roller 7, the tip of the wire 1 passes through the pipe guide 20, passes through the upper wire guide 11 and the jet nozzle 22, passes through the processing start hole of the workpiece 2, and passes through the lower wire. The guide 12 is reached, but during this time, it is restrained by the water column ejected from the jet nozzle 22. Furthermore, after the direction is changed to approximately 90 degrees by the roller 15, the automatic connection is completed when it passes through the collection pipe 16 and reaches the winding roller 17. Reference numeral 100 denotes a load detection device, for example, an optical sensor. In the automatic connection process as described above, the wire electrode 1 changes the load due to the friction of the insertion path, the adhered matter, etc., and the processing start hole inner surface property of the workpiece 2. For example, an optical proximity sensor can be used to detect a state in which automatic connection is impossible due to a failure caused by a load or the like.
By the way, in addition to the automatic connection function, the automatic wire feeder automatically cuts the wire 1 when the automatic connection operation is not completed and starts again from the beginning, at the retry operation, at the time of wire disconnection, and at the end of processing. It has an automatic cutting function for cutting the wire electrode 1. In FIG. 1, reference numeral 23 denotes a cutting energizing section, 24 denotes a cutting capstan roller, and 25 denotes a cutting pinch roller. The capstan roller 7, the cutting capstan roller 24, and the cutting pinch are used at the time of retry operation or wire breakage. The wire 1 is blown in the vicinity of the cutting energization unit 23 by applying a current between the pair of supply electrons of the cutting energization unit 23 while applying tension to the roller 25. Similarly, at the end of processing, while applying tension between the capstan roller 7 and the hoisting rollers 17 and 18, a current is passed between the pair of supply electrons of the cutting energization unit 23, thereby making the wire 1 near the cutting energization unit 23. Fusing.
Next, the operation of the optical sensor 100 used in the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In FIGS. 1 and 2, the optical sensor 100 detects the buckling of the wire 1 between the capstan roller 7 and the pipe guide 20 when the wire 1 in the automatic connection process is sent out by the capstan roller 7. It is placed in a place where it is not restrained. That is, since the wire 1 is restrained against buckling between the entrance of the pipe guide 20 and the take-up roller 17, the optical sensor 100 is disposed at the unconstrained portion. Reference numeral 400 denotes a control device described later.
FIG. 3 shows a view of the positional relationship between the optical sensor 100 and the wire 1 as viewed from above. In FIG. 3, reference numeral 101 denotes a light emitting unit, and 102 denotes a light receiving unit. Infrared light emitted from the light emitting unit 101 is reflected by the surface of the wire 1, and the reflected light is detected by the light receiving unit 102. Reference numeral 103 denotes a detection region. When the insertion load in the automatic connection process is small, the wire 1 is located in the detection region with a slight vibration. However, when the insertion load increases, the wire 1 protrudes outward from the detection region and buckles. To. At that time, since the wire 1 is not restrained in the tangential direction between the capstan roller 7 and the pinch roller 9, it has a certain movement width. For this reason, it is desirable to use a sensor having directivity as indicated by eight chings in the tangential direction and the normal direction, and the detection range for the tangential direction wire 1 of the capstan roller 7 and the pinch roller 9 is set. Over-detection can be prevented by widening, and conversely, detection sensitivity can be increased by narrowing the detection range in the normal direction.
A control device 400 controls the feeding and unwinding of the wire 1 of the torque motor 6 by the output of the optical sensor 100 in order to avoid the buckling phenomenon of the wire 1 in the automatic wiring process.
Next, FIG. 4 shows a timing chart of an automatic connection process for detecting an insertion load and preventing buckling, FIG. 5 shows a flowchart, and in FIG. 4, S1 is an output of the optical sensor 100. When the wire 1 is in the detection region of the optical sensor 100, the output is High, and when the wire 1 is out of the detection region, it is output to be Low. Hereinafter, the operation of the automatic connection process will be described with reference to the timing chart of FIG. 4 and the flowchart of FIG. S2 is a signal for turning ON / OFF the rotation (forward rotation) of the torque motor 6 in the feed direction, and S3 is a signal for similarly turning ON / OFF the rotation (reverse rotation) of the motor 6 in the rewinding direction. High is ON and Low is OFF. After S2 is turned on and connection of the wire 1 is started (S201, S202), the wire 1 is sent out, but the wire 1 is vibrated and its amplitude is greater than or equal to the detection distance of the optical sensor 100. The output of the sensor 100 repeats High and Low (S215, S203). Furthermore, when the insertion load increases and S1 becomes Low continuously for a predetermined time (T1) or longer (S204), the wire 1 completely protrudes from the detection range of the optical sensor 100, and at that time, S2 is turned OFF ( In step S207, the delivery of the wire 1 is stopped and the rewinding operation is performed by turning on S3 (S208).
Next, S1 becomes High (S209, S210), S3 is turned OFF (S211) when the insertion load is released and the wire 1 is almost straightened, and S2 is turned ON again after a predetermined time T2 (S212). (S206) and the delivery of the wire 1 is started. Even if the straightness of the wire 1 is restored by rewinding, the wire 1 vibrates for a while. At this time, by providing a period in which S2 and S3 are stopped for a predetermined time T2, the vibration is stopped and reconnected. The connection probability at the time of performing can be further improved.
Here, when turning on the reverse feed S3 in FIG. 5, if the number of times is counted by the counter P (S205), the number of times of performing the reverse feed operation at the same location by the insertion load can be stored. If the above operation is repeated a predetermined number of times or more (S206), the wire 1 is cut (S214), and the automatic connection process is started again. In this way, it is possible to prevent an automatic connection error when the wire 1 is damaged when the forward transfer and the reverse feed are repeated. In order to determine that the return can be made within the predetermined number of times at the same place where the insertion load is present, the number counter P is reset (S216) when the wire feed (forward rotation) ON is over a predetermined time (S215). Good.
In FIG. 5, by repeating the operations of (S201) to (S216) described above, high-speed processing for preventing buckling is possible with respect to an insertion load that can be reconnected at the time of automatic connection, and connection reliability is further improved. improves. Therefore, since the number of reconnections can be reduced, the total automatic connection time can be shortened.
Embodiment 2. FIG.
For insertion load, the reliability of automatic connection can be improved as the forward transfer speed is decreased. Therefore, in the first embodiment shown in FIG. 6, if the forward transfer and the reverse feed are repeated a predetermined number of times, the forward transfer speed may be decreased. This example is shown in the second embodiment.
That is, in FIG. 6, the description of the same operation as that of the first embodiment is omitted. When the count P becomes larger than the predetermined number (S206), the normal transfer speed is decreased by a predetermined ratio (S217), the wire 1 is cut, and the automatic connection process is started again. When the normal transfer with respect to the insertion load continues for a predetermined time (S215), the count P is reset (S216), and the normal transfer speed is reset to the initial value (S218). In this way, since the speed at which the wire 1 is sent out can be reduced when the insertion load is large, and the speed at which the wire 1 is sent out when the insertion load is small, the reliability of automatic connection can be improved. At the same time, the time required for automatic connection can be shortened.
As described above, the automatic wire feeding device of the wire electric discharge machining apparatus according to the first invention is an optical detection sensor that detects positional information of the wire electrode in the insertion path between the feed roller for feeding the wire electrode and the upper wire guide. And a control device for discriminating the state of vibration or deflection of the wire electrode according to position information of the optical detection sensor and controlling the feeding operation and rewinding operation of the feeding roller according to the deflection amount of the wire electrode Therefore, buckling due to the insertion load during automatic wire connection can be reliably detected, reliability is high, and repetition of reconnection can be reduced.
Further, the automatic wire feeding device of the wire electric discharge machining apparatus according to the second invention stops the feeding operation when the deflection amount of the wire electrode increases by a predetermined amount during the feeding operation of the feeding roller, and rewinds after a predetermined time. A control device that stops the rewinding operation when the wire electrode deflection amount decreases by a predetermined amount during the rewinding operation and starts the feeding operation after a predetermined time is provided. Can be improved.
Furthermore, the wire automatic supply device of the wire electric discharge machining apparatus according to the third aspect of the invention includes a speed switching means for slowing the feed speed of the feed roller in accordance with the number of executions of the rewinding operation. Since the apparatus is provided, the reliability of automatic connection can be improved and the required time can be shortened.
Since the automatic wire feeding device of the wire electric discharge machining apparatus according to the fourth invention is characterized in that the direction in which the optical detection sensor has a narrow directivity is the radial direction of the surface of the pinch roller and the capstan roller. Over-detection can be prevented by widening the detection range with respect to the deflection of the wire electrode in the direction, and conversely, detection sensitivity can be increased by narrowing the detection range with respect to the normal direction.
Industrial Applicability As described above, according to the wire automatic supply device of the wire electrical discharge machining apparatus according to the present invention, the buckling due to the insertion load during the automatic connection of the wire electrode is reliably detected, and the reconnection Improve reliability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view for explaining an optical sensor used in the present invention.
FIG. 3 is a view for explaining the principle of the optical sensor used in the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the optical sensor used in the present invention.
FIG. 5 is a flow chart for explaining the operation of the wire electrode automatic connection process according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flow chart for explaining the operation of the wire electrode automatic connection process according to the second embodiment of the present invention.

Claims

A tension control unit that generates a predetermined torque and can rotate forward and reverse, a capstan roller to which the torque motor is connected, and a pinch roller that is paired with the capstan roller;
A control device that controls forward / reverse rotation direction control and torque generation in the direction opposite to the wire feed direction during machining for the torque motor of the tension control unit;
An optical system located below the tension controller that detects positional information of the wire electrode in the insertion path between the feed roller composed of the capstan roller and the pinch roller and the pipe guide provided on the upper part of the upper wire guide. A sensor;
The control device discriminates the state of vibration or deflection of the wire electrode according to the position information of the optical sensor, controls the torque motor according to the deflection amount of the wire electrode, An automatic wire supply apparatus for a wire electric discharge machining apparatus, characterized by controlling a rewinding operation.

The control device is characterized in that when the deflection amount of the wire electrode is decreased by a predetermined amount during the rewinding operation, the rewinding operation is stopped, and the feeding operation is started after a predetermined time for stopping the vibration of the wire electrode. The wire automatic supply device according to claim 1 .

An optical sensor for detecting the position information of the wire electrode in the insertion path between the feed roller for feeding the wire electrode and the upper wire guide, and the vibration or deflection state of the wire electrode is determined according to the position information of the optical sensor. In addition, a control device is provided for controlling the feeding speed of the feeding roller according to the number of executions of the rewinding operation when the feeding operation and the rewinding operation of the feeding roller are controlled according to the deflection amount of the wire electrode. Automatic wire feeder for wire electrical discharge machine.

An optical sensor that detects position information of the wire electrode in an insertion path between the feed roller that feeds the wire electrode and the upper wire guide, and sets a direction having a narrow directivity to a direction perpendicular to the rotation axis of the feed roller; and the optical type Wire electrical discharge machining comprising a controller for determining the vibration or deflection state of the wire electrode according to the position information of the sensor and controlling the feeding operation and the rewinding operation of the feeding roller according to the deflection amount of the wire electrode Automatic wire feeder for equipment.